07土的基本物理性质.ppt

1、土的基本物理性质,土的物理性质是指三相的质量与体积之间的相互比例关系及固、液二相相互作用表现出来的性质。 前者称为土的基本物理性质，主要研究土的密实程度和干湿状况； 后者主要研究粘性土的可塑性、胀缩性及透水性等。,一、土的基本物理性质,土的物理状态 粗粒土的松密程度 细粒土的稠度状态,土的物理性质指标 (三相间的比例关系),力学特性,影响,表示,特点: 指标概念简单，数量很多,要点：名称、概念或定义、符号、表达式、 单位或量纲、常见值或范围、联系与区别,基本方法:,三相草图法,三相草图,共有九个参数: V Vv Vs Va V ms m ma m,三相草图,剩下三个独立变量,物性指标是比例关系

2、: 可假设任一参数为1,对于饱和土, Va=0 剩下两个独立变量,实验室测定,其它指标,已知关系五个:,2.室内测定的三个物理性质指标,土的密度 土粒的比重 土的含水量,土体的(天然)密度：,常见值在1.62.29 gcm3，泥炭沼泽土仅为1.41.6 gcm3或更小。,是土单位体积的质量,环刀法或蜡封法,土粒密度是指土颗粒质量ms，与其体积Vs之比，即土粒单位体积的质量。,（g/cm3）,土粒密度仅与组成土粒的矿物密度有关，是土中各种矿物密度的加权平均值。因大多数造岩矿物的密度相差不大。,土粒密度:,土中主要矿物成分的密度值,经验值为： 砾石、砂土为2.65 2.68 ；粉土为2.62 2.

3、68 ； 粉质粘土为2.682.72；粘土为2.702.76。,土粒比重,s: 土粒的密度，单位体积土粒的质量,单位: 无量纲,土粒比重一般范围: 粘性土 2.702.75 砂 土 2.65 2.80,：4C时纯蒸馏水的密度,=1.0g/cm3,土粒比重在数值上等于土粒的密度,土粒的密度与4C时纯蒸馏水的密度的比值。,比重瓶法,是 土中水的质量与土粒质量之比, 百分数表示,注意: 其实是含水比, 可达到或超过100,土的含水量（率）,土的孔隙性,孔隙是土的重要结构特征之一。主要是指土孔隙的大小、形状、分布特征、连通情况及总体积等。,按大小可分为： 粗大孔隙(直径1mm) 细小孔隙(直径l0.0

4、lmm) 细微孔隙(直径100.1m) 超微孔隙(孔径0.1m)。,按成因和存在的部位，分为： 颗粒间的孔隙 颗粒内的孔隙 集粒内的孔隙 集粒间的孔隙 颗粒集粒间的大孔隙,表示土中孔隙含量的指标：,孔隙比,是土中孔隙体积与固体颗粒体积之比, 无量纲,表示土中孔隙含量的指标,孔隙率 (孔隙度),砂类土：2835% 粘性土：3050% 有的可达6070%,是土中孔隙体积与总体积之比, 用百分数表示,表示土中孔隙含量的指标：,孔隙比,孔隙率 (孔隙度),在某种程度上反映土的松密,Vs=1,Vv=e,V=1+e,表示土中含水程度的指标,含水量,饱和含水率：,饱和含水率反映了土中孔隙充满液态水时的含水特

5、征，也反映了孔隙体积的多少。粘性土饱水时体积将膨胀，孔隙体积随之改变，水的质量也相应改变，故粘性土饱和含水率不能实测，可通过其它指标计算得到；而无粘性土可以用灌水饱和的方法测定。,表示土中含水程度的指标,饱和度,是土中水的体积与孔隙体积的比值,Sr=0 : 干土 Sr=1 : 饱和土,在工程实践中，按饱和度的大小将土的饱水程度划为如下三种状态： Sr80为饱和的。 饱和度，主要用来评价砂土的饱水程度。,表示土中密度和容重的指标,天然密度,干密度,饱和密度,是土被完全烘干时的密度, 等于单位体积内土粒的质量,表示土中密度和容重的指标,天然密度,干密度,饱和密度,天然容重,干容重,浮容重,浮密度,

6、饱和容重,kN/m3,各种密度容重之间的大小关系：,天然密度,干密度,饱和密度,常用的物理性质指标间的换算关系,要点,从物理意义上理解指标间的关系 不鼓励死记硬背 必要时利用三相草图推导,二、土的物理状态指标,土的物理状态 粗粒土的松密程度 细粒土的稠度状态,土的物理性质指标 (三相间的比例关系),力学特性,影响,表示,1. 粗粒土的密实状态,密实度,单位体积中固体颗粒含量的多少,优点：简单方便,缺点：不能反映级配的影响 只能用于同一种土,孔隙比 e 或孔隙率 n,将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再经换算得到最小孔隙比,emin: 最小孔隙比,emax: 最大孔隙比： 将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比,注意：倒转法和击实法 室内测得理论上的最大、最小孔隙比有时很困难,1. 粗粒土的密实状态,相对密度,判别标准： Dr = 0 最松状态 Dr 1/3 疏松状态 1/